半导体行业HBM之“设备材料”深度分析：HBM迭代，3D混合键合成设备材料发力点.pdf

上传者：S***
时间：2024/03/05
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半导体行业HBM之“设备材料”深度分析：HBM迭代，3D混合键合成设备材料发力点。HBM加速迭代，市场空间足：HBM突破“内存墙” ，实现高带宽高容量，成为AI芯片最强辅助，我们认为HBM将持续迭代，I/O口数量以及单I/O口速率将逐渐提升，HBM3以及HBM3e逐渐成为AI服务器主流配置，且产品周期相对较长，单颗容量及配置颗数逐步增加，预计HBM4于2026年发布。2024 年全球HBM市场有望超百亿美元，市场空间足，国产供应链加速配套。

HBM3海力士率先引入MR-MUF，HBM4剑指混合键合：当前HBM采用“TSV+Bumping”+TCB键合方式堆叠（TSV一般由晶圆厂完成，封测厂可在堆叠环节进行配套），但随着堆叠层数的增加散热效率很差，TCB不再满足需求，海力士率先引入MR-MUF回归大规模回流焊工艺，芯片之间用液态环氧模塑料作为填充材料，导热率比TC-NCF中的非导电薄膜高很多，但海力士也预计HBM4会引入混合键合Hybrid Bonding方案，取消互连凸块。我们预判当前HBM主流依然是TCB压合，MR-MUF方案为过渡方案，未来混合键合是大趋势。液态塑封料LMC依然是晶圆级封装至关重要的半导体材料之一。

混合键合与TSV是3D封装的核心，HBM“连接”与“堆叠”带来设备材料端发展新机遇：混合键合分为晶圆对晶圆W2W和芯片对晶圆D2W，3D NAND使用W2W，典型案例为长鑫存储的Xstacking，CMOS层+存储层采用W2W混合键合方案，预计HBM未来亦会采用W2W方案，W2W与D2W方案相比一般应用于良率非常高的晶圆，避免损失。根据我们产业链研究，混合键合将充分带动永久键合设备与减薄+CMP需求，根据BESI官方数据，预计存储领域未来贡献混合键合设备明显增量，保守预计2026年需求量超过200台，减薄+CMP亦成为重要一环。当前HBM方案主要带动固晶机、临时键合与解键合、塑封装备以及TSV所需的PECVD、电镀、CMP等设备；材料端则是TSV电镀液、塑封料等。